국내 연구진이 손상된 장기와 피부에 붙여 회복을 돕는 ‘세포 스티커’ 제작 기술을 개발했다.
세포스티커란 마치 상처가 나거나 훼손된 장기에 치료를 돕는 패치와 같이 세포와 세포외막단백질로 구성된 스티커 시트 (sheet)로 붙여 기존의 훼손된 공간을 세포가 스스로 메워줄 수 있도록 도와주는 기능을 하도록 제안된 새로운 개념의 패치를 말한다.
대면적으로 단백질 그물망(protein network)을 조성하고 동물의 장기에서 세포를 추출해 배양한 결과, 세포가 그물망 위에서 정상적인 장기 조직의 기능을 갖고 성장하는 것으로 확인됐다.
이러한 세포-단백질 그물망을 스티커처럼 원하는 위치에 손쉽게 부착할 수 있어, 이 연구 결과를 활용해 인체 거부반응이 없는 안전한 장기와 신경 세포 치료가 가능할 것으로 기대된다.
서강대 신관우 교수와 하버드대 바이오질병연구소가 함께 작업한 이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 기초연구사업(중견연구자지원) 및 해외우수연구기관유치사업의 지원으로 수행됐다.
연구결과는 신소재 분야 국제학술지 어드밴스드 머티리얼스(Advanced materials)지 5월 13일자 표지논문(Front Cover)으로 발표됐다.
논문명은 Self-Organizing Large-Scale Extracellular-Matrix Protein Networks 이다.
현재 손상된 장기와 신경의 특정 부위에 세포를 자라나게 해 손상을 회복시키는 연구가 많이 진행되고 있다.
하지만 대부분의 연구는 금속이나 플라스틱으로 제작된 보형물을 활용하기 때문에 인체에 거부 반응을 일으킨다.
특히 조직 내 세포들이 인공조직과 원활히 접합해 계속 성장하는 것이 중요하지만, 인공물이기에 자연적 접합이 불가능한 실정이었다.
연구팀은 이온성 고분자로 세포를 감싸고 있는 단백질(세포외막단백질)들이 자라는 위치와 방향을 정해줘, 단백질들이 스스로 균일한 그물망으로 성장하도록 유도했다.
이 그물망 표면에 선택적으로 쥐의 심장에서 확보한 세포들을 성장시킨 결과, 그물망에서 성장한 세포들이 장기의 기능을 고스란히 유지하는 것을 확인했다.
자신의 세포로 만든 ‘세포 스티커’이기 때문에 향후 손상된 장기 혹은 신경세포 치료에 활용하면 기존 세포와 원활하게 접합해 거부 반응이 없는 효과적인 치료가 가능할 것으로 기대된다.
신관우 교수는 2011년부터 미래부의 기초연구사업을 통해 ‘인공세포 제작기술’ 연구에 착수해 핵심기술을 확보했고, 하버드대와 공동연구를 통해 동물실험을 통해 기술 실증에 성공했다.
신 교수는 “지난 2011년 시작된 연구가 오랜 과정을 거쳐 결실을 맺게 됐고, 올 6월부터는 하버드대 연구진이 서강대로 파견돼, 이번 연구를 이용한 피부재생용 세포스티커의 실용화 연구에 착수한다”고 밝혔다.
이번 성과로 정부가 지난해 3월 ’바이오헬스 신시장 발굴을 위한 미래부 연구개발(R&D) 추진방안‘을 통해 밝혔던 미래 수요 대응을 위한 선제적 기술개발 추진에도 더욱 탄력이 붙을 것으로 기대된다.
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